JP4484243B2 - 水素貯蔵タンクの使用方法及び燃料電池システム - Google Patents
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Description
熱媒流路15の熱交換部15aの出口と、熱交換部15bの入口とを連結する部分15cの中間部にはポンプ24が設けられている。ポンプ24は、熱媒体を燃料電池12側から水素貯蔵タンク11側へ送るように設けられている。燃料電池12とラジエータ14との間の熱媒流路15と、部分15cのポンプ24より熱交換部15a側とがバイパス流路15dによって連結されている。部分15cとバイパス流路15dとの連結部には電磁三方弁25が設けられている。
燃料電池12は、環境温度が燃料電池12の発電が可能な予め設定された温度(設定温度)以上の場合に通常運転が行われる。制御装置27は環境温度を計測する温度センサ(図示せず)の検出信号に基づいて、環境温度が前記設定温度以上であれば始動時から通常運転を行い、環境温度が設定温度未満の場合には暖機を行った後、通常運転に移行する。
(1)燃料電池12への水素の供給が水素吸蔵合金MHを内蔵した水素貯蔵タンク11から行われ、水素吸蔵合金MHの加熱に燃料電池12を冷却後の熱媒体が使用される。そして、水素貯蔵タンク11への水素の充填が、定常運転時の燃料電池12を冷却後の熱媒体の最高温度以上の温度で、かつ当該温度における水素吸蔵合金MHの平衡圧以上の圧力で行われ、水素の使用は前記充填時の温度より低い温度で行われる。従って、水素吸蔵合金MHの加熱が不要にも拘わらず、熱媒体の循環系に異常が発生して、燃料電池12を冷却後の熱媒体により水素吸蔵合金MHが加熱され続けても、水素貯蔵タンク11内の圧力は、水素充填時の水素貯蔵タンク11の内圧を超えることはない。そのため、水素貯蔵タンク11を設計する際、許容圧力の設定が容易になる。
○ 燃料電池システム10は、水素貯蔵タンク11の加熱に燃料電池12を冷却後の熱媒体を使用可能な構成であればよく、熱媒体が燃料電池12内の熱交換部15aを経て水素貯蔵タンク11の熱交換部15bに供給される状態と、熱交換部15aを経ずに熱交換部15bに供給される状態とに切り換え可能でなくてもよい。例えば、燃料電池12とラジエータ14との間の熱媒流路15と、部分15cとを連結するバイパス流路15dをなくして、図3に示すように、熱交換部15aより上流側にポンプ24を設ける。この場合、電磁三方弁26の切り換え制御により、熱交換部15aを通過した熱媒体を水素貯蔵タンク11の熱交換部15bに供給する状態と、直接ラジエータ14へ供給する状態とに切り換えられる。従って、燃料電池12の熱交換部15aを通った熱媒体のみが水素貯蔵タンク11の熱交換部15bに供給されるが、水素充填時には燃料電池12が運転されていない状態で行われるため、水素吸蔵合金MHの冷却には支障はない。この場合、電磁三方弁25を省略できるため、熱媒体の循環系の構成が簡単になる。
○ 燃料電池システム10は、1つの燃料電池12と1つの水素貯蔵タンク11とが連結された構成に限らず、1つの燃料電池12に複数の水素貯蔵タンク11から水素を供給するシステムとしてもよい。
以下の技術的思想(発明)は前記実施形態から把握できる。
(2)前記燃料電池は車両の駆動源に使用される。
Claims (4)
- 水素吸蔵材を内蔵した水素貯蔵タンクから燃料電池へ水素を供給し、前記水素吸蔵材からの水素放出時の水素吸蔵材の加熱に前記燃料電池を冷却後の熱媒体を使用する燃料電池システムにおいて、
前記水素貯蔵タンクへの水素ガスの充填を前記燃料電池の定常運転時に達する前記熱媒体の最高温度以上の温度で、かつ前記水素吸蔵材の平衡圧以上の圧力で行い、前記水素吸蔵材からの水素の放出は前記充填完了時の水素吸蔵材の温度より低い温度で、かつ前記水素吸蔵材の平衡圧未満の圧力で行うことを特徴とする水素貯蔵タンクの使用方法。 - 前記水素貯蔵タンクへの水素ガスの充填に伴う水素吸蔵材の発熱による昇温で水素吸蔵材の到達する最高温度が前記燃料電池の定常運転時に達する前記熱媒体の最高温度以上の温度である請求項1に記載の水素貯蔵タンクの使用方法。
- 水素吸蔵材を内蔵した水素貯蔵タンクから燃料電池へ水素を供給し、前記水素吸蔵材からの水素放出時の水素吸蔵材の加熱に前記燃料電池を冷却後の熱媒体を使用する燃料電池システムであって、
前記水素貯蔵タンクには前記熱媒体の流路が設けられ、前記流路に燃料電池を冷却後の熱媒体を流す状態で使用した際の熱媒体の最高温度において、当該温度における前記水素吸蔵材の平衡圧以上の圧力で前記水素貯蔵タンクに水素が充填される燃料電池システム。 - 前記水素吸蔵材は、前記充填の際の温度における前記水素吸蔵材の平衡圧が充填時の水素の圧力にほぼ等しい水素吸蔵合金である請求項3に記載の燃料電池システム。
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